Als Lieferant von 3 -Phasen -Gleichrichtertransformatoren werde ich oft gefragt, wie die Verluste in diesen Transformatoren berechnet werden können. Das Verständnis dieser Verluste ist sowohl für die Gestaltung als auch für den Betrieb von elektrischen Systemen von entscheidender Bedeutung, da es sich direkt auf die Effizienz, die Kosten und die Gesamtleistung des Transformators auswirkt. In diesem Blog -Beitrag werde ich Sie durch den Prozess der Berechnung von Verlusten in einem 3 -Phasen -Gleichrichtertransformator führen und Ihnen das Wissen vermitteln, das Sie benötigen, um fundierte Entscheidungen zu treffen.
Arten von Verlusten in einem 3 -Phasen -Gleichrichtertransformator
Bevor wir in die Berechnungen eintauchen, ist es wichtig, die verschiedenen Arten von Verlusten zu verstehen, die in einem 3 -Phasen -Gleichrichtertransformator auftreten. Es gibt zwei Hauptkategorien von Verlusten: Nein - Lastverluste und Lastverluste.
Nein - Lastverluste (Kernverluste)
Nein - Lastverluste, auch als Kernverluste bezeichnet, treten auch dann auf, wenn der Transformator keine Last liefert. Diese Verluste sind hauptsächlich auf zwei Faktoren zurückzuführen: Hystereseverlust und Wirbelstromverlust.
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Hystereseverlust: Dieser Verlust wird durch die wiederholte Magnetisierung und Demagnetisierung des Transformatorkerns als die Richtung der Wechselstrom verursacht. Wenn das Magnetfeld im Kern umgekehrt ist, wird die Energie in Form von Wärme abgelöst. Der Hystereseverlust kann unter Verwendung der Steinmetzformel berechnet werden:
[P_h = k_h f b_m^{n} v]
Wenn (P_H) der Hystereseverlust ist, ist (k_h) die Steinmetzkonstante, die vom Kernmaterial abhängt, (f) die Frequenz des Wechselstroms, (b_m) die maximale Flussdichte im Kern, (n) ist das ausgewachsene Steinmetz (normalerweise zwischen 1,5 und 2,5) und (V) und (V) ist das Volumen des Kerns. -
Wirbelstrahlungsverlust: Wirbelströme werden aufgrund des sich ändernden Magnetfeldes im Kern induziert. Diese Ströme fließen in kreisförmigen Pfaden im Kern und verursachen Leistungsverlust in Form von Wärme. Der EDDY -Stromverlust kann mit der Formel berechnet werden:
[P_e = k_e f^{2} b_m^{2} t^{2} v]
wobei (p_e) der Wirbelstromverlust ist (k_e) eine Konstante, die mit dem Kernmaterial zusammenhängt, (t) die Dicke der Kernlaminationen ist.
Der Gesamtnummer - Lastverlust (p_ {nl}) ist die Summe des Hystereseverlusts und des Wirbelstromverlusts:
[P_ {nl} = p_h + p_e]
Lastverluste (Kupferverluste)
Lastverluste, auch Kupferverluste genannt, treten auf, wenn der Transformator eine Last liefert. Diese Verluste sind auf den Widerstand der Transformatorwicklungen zurückzuführen. Wenn der Strom durch die Wicklungen fließt, wird die Leistung gemäß der Formel als Wärme abgelöst (p = i^{2} r).
Für ein 3 -Phasen -System kann der Gesamtlastverlust (p_ {l}) in den Transformatorwicklungen berechnet werden als:
[P_ {l} = 3i_ {rms}^{2} r]
wobei (i_ {rms}) der Wurzel - Mittelwert - quadratischer Wert des Stroms in jeder Phase ist und (r) der Widerstand jeder Phasenwicklung bei der Betriebstemperatur.
Der Widerstand der Wicklung ändert sich mit der Temperatur. Der Widerstand bei einer bestimmten Temperatur (T_2) kann aus dem Widerstand bei einer Referenztemperatur (T_1) unter Verwendung der Formel berechnet werden:
[R_2 = r_1 \ frac {t_2 + \ alpha} {t_1 + \ alpha}]
wobei (\ alpha) der Temperaturkoeffizient des Widerstands des Wicklungsmaterials ist (für Kupfer, (\ alpha = 234,5^{\ circ} c)).
Berechnung der Gesamtverluste in einem 3 -Phasen -Gleichrichtertransformator
Die Gesamtverluste (P_ {Gesamt}) in einem 3 -Phasen -Gleichrichtertransformator sind die Summe der No -Last -Verluste und der Lastverluste:
[P_ {total} = p_ {nl}+p_ {l}]
Machen wir einen Schritt - bis - Schritt Beispiel dafür, wie diese Verluste berechnet werden.
Angenommen, wir haben einen 3 -Phasen -Gleichrichtertransformator mit den folgenden Parametern:
- Kernmaterial: Siliziumstahl mit (k_h = 0,001), (n = 1,6), (k_e = 0,0002)
- Frequenz (F = 50 Hz)
- Maximale Flussdichte (B_M = 1,2T)
- Kernvolumen (V = 0,1M^{3})
- Dicke der Kernlaminationen (t = 0,3 mm = 0,0003 m)
- Widerstand jeder Phasenwicklung bei (20^{\ circ} c), (r_ {20} = 0,1 \ Omega)
- Laden aktuell (i_ {rms} = 100a)
- Betriebstemperatur (t_2 = 75^{\ circ} c)
Zunächst berechnen wir die Nr. Lastverluste:
Der Hystereseverlust:
[P_h = k_h f b_m^{n} v = 0,001 \ times50 \ Times (1.2)^{1.6} \ times0.1 \ ca.0.007W]
Der EDDY Current Loss:
[P_e = k_e f^{2} b_m^{2} t^{2} v = 0,0002 \ times50^{2} \ times1.2^{2} \ times (0.0003)^{2} \ Times0.1 \ uzx6.48 \ Times10^{-9} W]
Die Gesamtnummer - Lastverlust (p_ {nl} = p_h + p_e \ ca.0.007w)
Als nächstes berechnen wir die Lastverluste. Zunächst müssen wir den Widerstand der Wicklung bei der Betriebstemperatur finden.
Verwenden der Formel (r_2 = r_1 \ frac {t_2+\ alpha} {t_1+\ alpha}), mit (r_1 = 0,1 \ omega)
[R_2 = 0,1 \ Times \ Frac {75 + 234.5} {20 + 234.5} \ ca.122 \ Omega]
Der Lastverlust:
[P_ {l} = 3i_ {rms}^{2} r = 3 \ times100^{2} \ times0.122 = 3660W]
Die Gesamtverluste (P_ {Total} = P_ {nl} + p_ {l} \ ca. acrx0.007 + 3660 = 3660.007w)
Auswirkungen von Verlusten auf die Leistung und Effizienz der Transformator
Die Verluste in einem 3 -Phasen -Gleichrichtertransformator haben einen erheblichen Einfluss auf seine Leistung und Effizienz. Höhere Verluste bedeuten mehr Wärmeerzeugung, was zu einem erhöhten Temperaturanstieg des Transformators führen kann. Dies kann die Lebensdauer der Isolationsmaterialien verringern und das Risiko eines Ausfallversagens erhöhen.
Die Effizienz (\ ETA) eines Transformators ist definiert als das Verhältnis der Ausgangsleistung (p_ {out}) zur Eingabemeistung (p_ {in}):
[\ eta = \ frac {p_ {out}} {p_ {in}} = \ frac {p_ {out}} {p_ {out}+p_ {total}}]
In einem gut ausgestatteten 3 -Phasen -Gleichrichtertransformator ist das Minimieren von Verlusten unerlässlich, um eine hohe Effizienz zu erzielen. Dies senkt nicht nur die Betriebskosten, sondern hilft auch bei der Erfüllung der Umweltvorschriften durch Reduzierung des Energieverbrauchs.
Bedeutung der genauen Verlustberechnung für unsere Produkte
Als Anbieter vonDrei -Phasen -GleichrichtertransformatorEine genaue Berechnung der Verlust ist von größter Bedeutung. Es ermöglicht es uns, Transformatoren zu entwerfen, die den spezifischen Anforderungen unserer Kunden in Bezug auf Effizienz und Leistung erfüllen.
Wir verwenden erweiterte Simulationswerkzeuge und Testgeräte, um sicherzustellen, dass unsere Transformatoren mit minimalen Verlusten ausgelegt sind. Indem sie unseren Kunden genaue Informationen über die Verluste in unseren Transformatoren bieten, können sie bessere Entscheidungen über die Auswahl und den Betrieb der Ausrüstung treffen.
UnserKombinierter TransformatorUnd3 PhasentransformatorProdukte sind so konstruiert, dass sie eine hohe Qualitätsleistung mit geringen Verlusten liefern. Unabhängig davon, ob Sie einen Transformator für industrielle Anwendungen, Stromverteilung oder andere Verwendungszwecke benötigen, können wir Ihnen eine Lösung bieten, die Ihren Anforderungen entspricht.
Abschluss
Die Berechnung der Verluste in einem 3 -Phasen -Gleichrichtertransformator ist ein komplexer, aber wesentlicher Prozess. Durch das Verständnis der verschiedenen Arten von Verlusten (NO - Last- und Lastverluste) und der Berechnung der Verluste können Sie fundierte Entscheidungen über das Design, den Betrieb und die Auswahl von Transformatoren treffen.
Als führender Anbieter von 3 -Phasen -Gleichrichtertransformatoren sind wir bestrebt, unseren Kunden hochwertige Produkte zu bieten, die niedrige Verluste und hohe Effizienz bieten. Wenn Sie auf dem Markt für a sindDrei -Phasen -GleichrichtertransformatorAnwesendKombinierter Transformator, oder3 PhasentransformatorWir laden Sie ein, uns zu kontaktieren, um weitere Informationen zu erhalten und Ihre spezifischen Anforderungen zu besprechen. Unser Expertenteam ist bereit, Sie dabei zu unterstützen, die beste Lösung für Ihre elektrischen Bedürfnisse zu finden.
Referenzen
- Grundlagen für elektrische Maschinen, Stephen J. Chapman
- Analyse des Stromversorgungssystems, John J. Grainger, William D. Stevenson
